内容简介
《中国战略性新兴产业研究与发展:智能电网》按智能电网包含的类别分成12章,每章独成体系就国内外技术与产业发展现状、未来发展趋势、发展前景与路线图进行深入分析研究,进而提出各自的发展对策与建议,最后汇总各个环节的研究结果,整体提出我国智能电网产业发展环境及对策、建议,展望未来智能电网的发展趋势。
第I-12章分别为智能电网概论、电力传感器与传感网、测量系统与保护控制、电网信息通信与计算、分布式电网、智能用电与智能园区、电力电子器件与装置、智能高压电气设备、电力储能系统、超导电力技术、我国智能电网产业发展环境及对策建议、智能电网的全球制高点和发展路线。
《中国战略性新兴产业研究与发展:智能电网》将普及性、科学性有机地统一起来,既具有一定的思想、理论深度,又具有浅显易懂、实用的特点,并且《中国战略性新兴产业研究与发展:智能电网》按智能电网包含的类别进行章节划分,将差异性与整体性有机统一起来,方便各分行业读者阅读。本书既适合政府部门、行业决策机构制定政策法规,电气与信息行业学术研究机构规划研究方向参考,也适合电气与信息企业决策者,技术、管理及市场人员,以及投资、证券行业及咨询机构的人员在规划、投资、研究、项目实施中使用。
作者简介
肖立业,现任中国科学院电工研究所所长、中国科学院应用超导重点实验室丰任、中国电工技术学会副理事长、国务院学位委员会学科评议组电气工程组成员。长期从事高温超导体的电力应用基础研究工作,合作发表学术论文约150篇,主持编著《中国电气工程大典(第8卷):电力系统工程》超导电力技术篇等。2000年以来,先后主持国家“863”项目、“973”课题、中国科学院知识创新方向性项目、北京市重大科技项目和自然科学基金课题10余项。他所带领的团队先后将多种超导电力装置投入电网试运行,使我国超导电力技术从实验室全面走向电网试验运行,在此基础上,2011年研制成世界首座超导变电站并投入示范运行,被两院院士评选为当年度我国十大科技进展之一。
2002年获得国家杰出青年科学基金资助,2007年被评为中国科学院“十大杰出青年”,先后获得省部级科技奖励4项、国务院特殊津贴,入选国家“百千万人才工程”。
内页插图
目录
序言
前言
编写说明
第1章 智能电网概论
1.1 智能电网的发展背景
1.2 智能电网的内涵及发展目标
1.3 智能电网所涉及的技术与相关产业
1.4 国内外智能电网发展现状
1.5 智能电网的未来——向直流运行模式回归
1.6 发展我国智能电网的有关建议
参考文献
第2章 电力传感器与传感网
2.1 传感器的原理与分类
2.2 国内外技术与产业发展现状
2.3 未来发展趋势、发展前景与发展路线图
2.4 发展对策与建议
参考文献
第3章 测量系统与保护控制.
3.1 测量系统与保护控制的原理和分类
3.2 国内外技术与产业发展现状
3.3 未来发展趋势、发展前景与发展路线图
3.4 发展对策与建议
参考文献
第4章 电网信息通信与计算
4.1 信息与通信技术原理和分类
4.2 国内外技术与产业发展现状
4.3 未来发展趋势、发展前景与发展路线
4.4 发展对策与建议
参考文献
第5章 分布武电网
5.1 分布式电网简介
5.2 分布式电网关键技术及其原理
5.3 国内外技术发展现状
5.4 未来发展趋势、发展前景与发展路线图
5.5 发展对策与建议
参考文献
第6章 智能用电与智能园区
6.1 智能用电和智能园区的原理与分类
6.2 关键技术与产业发展现状
6.3 未来发展趋势、发展前景与发展路线图
6.4 发展对策与建议
参考文献
第7章 电力电子器件与装置
7.1 智能电网电力电子器件
7.2 智能电网用电力电子装置
7.3 国内外技术与产业发展现状
7.4 未来发展趋势、发展前景与发展路线图
7.5 发展对策与建议
参考文献
第8章 智能高压电气设备.
8.1 智能高压电气设备基本原理
8.2 典型的智能高压电气设备
8.3 国内外产业与技术发展现状
8.4 未来发展趋势、发展前景与发展路线图
8.5 发展对策与建议
参考文献
第9章 电力储能系统
第10章 超导电力技术
第11章 我国智能电网产业发展环境及对策建议
第12章 智能电网的全球制高点和发展路线
附录
前言/序言
当今电网是经历了100多年才逐渐发展起来的,其基本形态没有根本性的变化,即电网以传统电力设备为网架基础、以可调度能源(如化石能源、水力和核能等)作为电力的主要一次能源和以交流为运行模式的基本形态没有发生根本性的变化。然而,电网的规模和结构形态发生了很大的变化,即从最初的局域小规模电网发展到区域中等规模电网,进而发展到今天的跨区互联大电网。以我国为例,2012年,我国发电总装机容量已经接近12亿kW,年总发电量接近5万亿kW.h,我国电网已经基本形成了“西电东送、南北互供、全国联网”的总体格局,已经覆盖了全国大部分地区。
现有大电网存在以下几个方面的重大问题:①电网结构不尽合理;②随着电网规模的扩大,电网的安全稳定性问题和不可预知因素日益突出;③大容量远距离输电能力有待于进一步提升;④电能质量和电网运行效率有待于进一步提高。
然而,更为根本性的挑战来自于能源结构的重大调整。随着可再生能源越来越多地接入电网,将对电网带来一系列新的严峻挑战,这主要是由可再生能源的特点决定的。主要挑战包括以下几个方面:①由于电力资源与负荷地理分布不一致,远距离输电和区域电网互联的大电网架构不会改变,且由于能源结构调整,电力在终端能源消费结构中所占比例将越来越大,电网的规模将进一步扩大。同时,可再生能源具有波动性和间歇性的特点。因此,如何维持电网的动态功率平衡和保障大电网安全稳定性将成为更为严峻的挑战;②由于太阳能和风能等可再生能源不能通过普通的交通工具输送,而只能通过电网输送,据预测,我国2050年将有大约6亿kW的电力需要从西部或北部向东部或南部输送,这对传统电力输送方式带来了很大的挑战;③由于可再生能源具有波动性和间歇性,使得电网中将出现功率的双向流动,合理地实现和控制功率的双向流动是十分必要的;④由于可再生能源具有分散性,因此分布式电网将会大量出现,实现分布式电网的大量接入以及电力用户和外部电网的供需互动将成为电网的新问题;⑤由于化石能源将逐渐被电能替代,电网中的负荷结构及其动态特性将发生重大变化,这对电网也将带来新的挑战;⑥与当今电网的一次能源资源结构相比,未来电网的一次能源具有多样性,其时空分布和电源动态特性也具有多样性,这对电网的运行也将带来新的挑战。
现有电网所存在的问题以及未来能源结构重大调整所带来的挑战,迫使人们去思考如何从整体上解决这些问题并应对未来的挑战,于是,智能电网的概念便应运而生。
论中国战略性新兴产业的宏观布局与微观实践 一、 导言:时代洪流中的战略选择 在全球经济格局深刻调整与技术革命浪潮席卷的背景下,战略性新兴产业已成为衡量一个国家未来综合国力和核心竞争力的关键标尺。对于中国而言,培育和壮大这些产业不仅是实现经济结构转型升级、迈向高质量发展的必由之路,更是应对国际竞争、保障国家能源与信息安全的战略基石。本书旨在跳出特定技术领域的具体剖析,从宏观战略规划、政策制定逻辑、跨产业融合路径以及区域协同发展等多个维度,深入探讨中国战略性新兴产业整体体系的构建、演进逻辑及其面临的挑战与机遇。我们将聚焦于国家层面如何进行顶层设计,如何通过制度创新驱动产业集群的形成与发展,以及这些战略决策对社会经济产生的深远影响。 二、 宏观战略框架的构建与演进 本书首先将详细梳理自“十一五”规划以来,中国官方对战略性新兴产业的界定、布局调整及其指导思想的演变历程。这部分内容将深入分析不同历史时期,国家发展战略(如创新驱动发展战略、供给侧结构性改革)如何为新兴产业的崛起提供制度保障和资源倾斜。我们将重点考察国家级战略规划文件,如“十二五”、“十三五”及“十四五”规划中对新兴产业的总体要求、核心技术攻关方向以及产业规模设定的内在逻辑。 2.1 战略界定与筛选标准: 探讨中国在识别和确立诸如新一代信息技术、生物技术、高端制造等领域为战略性新兴产业时所依据的标准——包括其对经济增长的乘数效应、对传统产业的渗透能力、对国际技术标准的引领潜力,以及对解决重大社会问题的紧迫性。 2.2 政策工具箱的运用: 详细分析中央及地方政府为支持新兴产业发展所采用的一系列宏观调控工具。这不仅包括财政补贴、税收优惠、政府采购导向等直接激励措施,更深入探讨了知识产权保护体系的完善、标准制定权力的争取以及金融资本(如国家引导基金)的布局策略,如何共同构建一个鼓励创新、容忍失败的产业生态环境。 三、 跨领域协同与生态系统构建 新兴产业的生命力往往源于其跨界融合的能力。本书的第二大部分将着眼于战略性新兴产业集群内部,以及新兴产业与传统产业之间复杂的协同关系。我们认为,单一技术突破难以形成持续的产业优势,关键在于构建一个稳定、高效的创新生态系统。 3.1 产业链垂直整合与水平扩散: 分析中国在关键核心技术环节,如高端芯片制造、高性能材料、工业软件等领域,如何通过国家意志推动产业链的垂直整合,以减少外部依赖。同时,研究新兴技术(如物联网、人工智能的基础技术)如何向传统制造业、农业、服务业进行水平扩散,实现全要素生产率的提升。 3.2 创新主体的角色定位: 深入剖析在国家创新体系中,高校、科研院所、国有大型企业以及民营创新型企业各自扮演的角色及其互动机制。重点研究“产学研用”深度融合的有效模式,特别是国家重点实验室体系和重大科技专项在推动基础研究成果产业化中的转化效率问题。 3.3 区域差异化发展路径: 考察不同区域(如东部沿海、中西部内陆)在承接和发展战略性新兴产业时所体现出的差异化策略。分析国家级新区、自贸区等特殊经济功能区在打破体制机制障碍、先行先试政策方面的探索与成效。 四、 市场化机制与治理挑战 战略性新兴产业的发展既需要强有力的政策引导,更依赖于充分发挥市场在资源配置中的决定性作用。本章将探讨在国家意志与市场效率之间寻求平衡的治理难题。 4.1 产业基金的引导与风险: 审视国家层面设立的各类股权投资基金、风险投资基金,在引导社会资本流向高新技术领域方面所起的作用。同时,辨析过度依赖政府引导可能带来的“投资过热”风险、地方政府的债务负担以及对真正颠覆性创新的潜在抑制效应。 4.2 国际化战略与安全考量: 探讨中国新兴产业在“走出去”过程中,如何平衡技术标准输出、全球供应链布局与国家安全、数据主权之间的关系。分析国际贸易摩擦和技术封锁对中国新兴产业长期发展战略的影响,以及中国如何通过多边和双边合作来构建更具韧性的国际化创新网络。 4.3 规制滞后与伦理治理: 针对部分发展速度极快的新兴领域(如基因编辑技术、自动驾驶的算法决策),分析现有法律法规和伦理规范的滞后性。探讨政府如何构建前瞻性的、柔性化的监管框架,以在促进创新活力和防范社会风险之间划定清晰的边界。 五、 结论与未来展望 本书最终将总结中国战略性新兴产业发展迄今的经验与教训,提炼出支撑其未来可持续增长的关键要素。我们认为,未来的竞争焦点将不再仅仅是技术参数的领先,而是制度的适应性、生态的协同性以及应对不确定性的韧性。本书的研究结论将为政策制定者、产业管理者和学术研究者提供一个全面、深入的分析视角,以理解中国这一复杂而庞大的战略工程的全貌。